如何解释纳米半导体催化处理废水的机理

光催化是纳米半导体的独特性能之一。就锐钛矿型纳米TiO _ 2光催化剂而言，其颗粒的能带结构由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带组成，价带和导带之间存在禁带。当光子能量等于或大于TiO2 _ 2的禁带能量(3.2eV)时，特别是在紫外线照射下，价带中的电子会被激发跃迁到导带，从而分别在价带和导带中产生高活性的光生空穴(h+)和光生电子(e-)。光生空穴在氧化，而光生电子在还原。这个时候h+和e-有两种可能。一个是它们结合以热的形式释放吸收的光能，降低了光催化效率。二是在外电场的作用下，h+和e-被分离并迁移到颗粒表面的不同位置，将吸收的光能转化为化学能。实验表明，吸附在TiO2表面的O2可以吸收e-反应，产生过氧离子自由基。在ph值